專利名稱：紅外探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式大體上涉及紅外(IR)探測器等。
2.
背景技術(shù)：
IR探測器通常被定義為響應(yīng)頂輻射的光探測器。一種類型的紅外探測器是基于熱的探測器。基于熱的探測器可以在攝像機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)以根據(jù)大體上與物體相關(guān)的熱特性來產(chǎn)生該物體的圖像?；跓岬奶綔y器已知包括輻射熱測量計(jì)、微輻射熱測量計(jì)、熱電物質(zhì)和熱電堆。微輻射熱測量計(jì)基于從物體接收到的輻射能的量改變它的電阻。熱電堆包括許多將來自物體的熱能轉(zhuǎn)換成電能的熱電偶。這種設(shè)備以這種或那種形式被包含在攝像機(jī)內(nèi)用于熱成像目的。概述在至少一種實(shí)施方式中，提供了用于產(chǎn)生物體圖像的紅外(IR)探測器。頂探測器包括被布置成M列和N行的陣列的多個(gè)熱感應(yīng)元件。每個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成接收至少一個(gè)振蕩信號(hào)以及響應(yīng)于所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)來探測來自物體的至少一部分熱輸出。每個(gè)熱感應(yīng)元件還被配置成產(chǎn)生表示至少一部分所探測的熱輸出的電輸出信號(hào)，以及用至少一個(gè)振蕩信號(hào)調(diào)制電輸出信號(hào)來產(chǎn)生表示物體圖像的至少一部分的調(diào)制的輸出信號(hào)。附圖的簡要描述本發(fā)明的實(shí)施方式在所附的權(quán)利要求中被特別指出。然而，通過參考下面的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，各種實(shí)施方式的其他特征將變得更明顯和更容易理解，其中

圖1描繪了傳統(tǒng)的基于微輻射熱測量計(jì)的探測器；圖2描繪了傳統(tǒng)的基于熱電堆的探測器；圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的頂探測器；圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在圖3的頂探測器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的函數(shù)發(fā)生器；圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在圖3的頂探測器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的熱電堆陣列；圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的另一頂探測器；以及圖7描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在圖6的頂探測器實(shí)現(xiàn)的熱電堆陣列。詳細(xì)描述本文公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方式。然而，應(yīng)該理解所公開的實(shí)施方式只是示例
6性的，可以用各種和可選的形式實(shí)施本發(fā)明。附圖不一定成比例繪制；一些特征可能被放大或縮小以出示特定組件的細(xì)節(jié)。因此，本文公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)該被解釋為限制，而只是權(quán)利要求的代表性基礎(chǔ)和/或教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種方式使用本發(fā)明的一種或更多實(shí)施方式的代表性基礎(chǔ)。本發(fā)明的各種實(shí)施方式大體上提供(但不限于)包括基于熱感應(yīng)器件的陣列的頂探測器。陣列包括多個(gè)熱感應(yīng)元件，每個(gè)熱感應(yīng)元件都包括被分布成M列和N行(例如，MxN 熱電堆陣列)的熱電堆(或其他熱感應(yīng)器件)。函數(shù)發(fā)生器(或其他適于產(chǎn)生相應(yīng)的頻率的振蕩信號(hào)的合適的設(shè)備)可以用彼此不同的頻率的振蕩信號(hào)驅(qū)動(dòng)陣列內(nèi)的熱感應(yīng)元件 (為了調(diào)制每個(gè)熱電堆的輸出信號(hào))中的每一列(或行)，以便為每一列(或行)提供電輸出信號(hào)。來自列(或行)中的每一熱電堆的調(diào)制電輸出信號(hào)可以被提供在單一的調(diào)制電輸出端上，并且由給定的列(或行)的放大器(或其他合適的設(shè)備)進(jìn)行放大。解調(diào)電路可以在對(duì)每一列(或行)放大之后接收每個(gè)單一的調(diào)制電輸出信號(hào)，并且解調(diào)被放大的輸出信號(hào)(例如，對(duì)于每一列(或行)去除來自振蕩信號(hào)的常數(shù)值)以產(chǎn)生恒定的電學(xué)值。恒定的電學(xué)值可以表示整個(gè)被探測圖像的一部分。整個(gè)被探測的圖像可以通過匯集從陣列內(nèi)的每一行(或列)讀出的所有恒定電學(xué)值來重構(gòu)?？梢栽O(shè)想本文描述的實(shí)施方式可以用于除了所描述的那些之外的目的，并且本文可能提到的挑戰(zhàn)不旨在是可以被本發(fā)明的實(shí)施方式克服的挑戰(zhàn)的全部列表。本文可能描述的這樣的挑戰(zhàn)出于示例目的被提到，并且出于簡潔的目的，沒有描述可能被本發(fā)明的各種實(shí)施方式克服的所有挑戰(zhàn)。而且，可以設(shè)想，本文描述的實(shí)施方式可以提供任意數(shù)量的優(yōu)勢，以及所提到的那些不旨在是可以獲得的優(yōu)勢的全部列表。本文公開的這些優(yōu)勢出于示例目的被提到，并且還為了簡潔目的，沒有描述本發(fā)明的實(shí)施方式所獲得的所有優(yōu)勢。另外，出于示例目的公開了本文提供的例子，并且不旨在是能夠?qū)崿F(xiàn)的例子的全部列表，以及不旨在以任何方式限制本發(fā)明的實(shí)施方式的范圍。在圖3-8提到的本發(fā)明的實(shí)施方式大體上圖示和描述了多個(gè)電路或其他電氣設(shè)備。對(duì)所有的電路和其他電氣設(shè)備以及由每一個(gè)所述電路和電氣設(shè)備提供的功能的參考， 不旨在限于只包含本文所圖示和描述的。雖然特定的標(biāo)簽可能被分配到所公開的各種電路或其他電氣設(shè)備，但這樣的標(biāo)簽不旨在限制電路和其他電氣設(shè)備的運(yùn)行范圍。這樣的電路和其他電氣設(shè)備可以基于在攝像機(jī)中所需要的特定類型的電氣實(shí)現(xiàn)以任何方式彼此結(jié)合和/或分離。可以認(rèn)識(shí)到，本文公開的任何電路或其他電氣設(shè)備可以包括任意數(shù)目的微處理器、集成電路、存儲(chǔ)器件(例如，F(xiàn)LASH、RAM、R0M、EPR0M、EEPR0M或其其他合適的變形)和彼此共同作用來產(chǎn)生振蕩信號(hào)以執(zhí)行陣列輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)陣列輸出的軟件。圖1描繪了傳統(tǒng)的基于微輻射熱測量計(jì)的探測器20。探測器20可以在攝像機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。探測器20可以包括被布置成320x240陣列(例如，320列和240行)的多個(gè)像素22。 每個(gè)像素22包括微輻射熱測量計(jì)M和開關(guān)觀。開關(guān)觀可以實(shí)現(xiàn)為場效應(yīng)晶體管(FET)。 已知微輻射熱測量計(jì)M和開關(guān)觀形成在半導(dǎo)體襯底上。探測器20可以用3. 3V、0. 5um互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)實(shí)現(xiàn)為具有45um的像素間距?？蛇x擇的基于DC的電源(沒有示出)依次逐行地關(guān)閉開關(guān)觀(例如，一行中的所有開關(guān)同時(shí)被關(guān)閉，而在不同行的所有其他開關(guān)都開著)，以便來自一個(gè)微輻射熱測量計(jì) M的電流從那流動(dòng)。在循環(huán)重復(fù)之前，在1/N(其中N對(duì)應(yīng)行的數(shù)目)的一個(gè)時(shí)間片內(nèi)測量3/10 頁
單一輻射熱測量計(jì)的情況通常被定義為時(shí)分復(fù)用(TDM)。對(duì)于給定的列，電容跨阻放大器(CTIA) 30被耦合到每個(gè)像素22的輸出端。電容器32被耦合到每個(gè)CTIA 30。電容器32的大小控制CTIA輸出端的增益。每個(gè)CTIA 30通過對(duì)電容器32上的電荷進(jìn)行累積執(zhí)行電流-電壓轉(zhuǎn)換。開關(guān)34可有助于復(fù)位由CTIA 30 執(zhí)行的電流到電壓的轉(zhuǎn)換。開關(guān)36和電容器42被耦合到CTIA 30的輸出端，來執(zhí)行對(duì)于給定列的采樣保持 (S&H)操作。當(dāng)電容器32兩端的電荷量累積到適當(dāng)?shù)牧?，開關(guān)36瞬間關(guān)閉以傳送電荷給電容器42。S&H操作的目的是保持從電容器32收集的電荷以等待數(shù)字化。布置額外的放大器38和開關(guān)40，以便可以讀來自每一列的輸出。開關(guān)40可以被配置成關(guān)閉以使相應(yīng)列的輸出能通過多路器。一旦確定了對(duì)于給定列的輸出，開關(guān)觀和40 打開，并且前一行的開關(guān)觀和40關(guān)閉，以便可以確定對(duì)這一行的讀取。這一序列對(duì)于陣列內(nèi)的每一行來說都發(fā)生一次。如上所述，探測器20使用TDM方法以便給定行的FET開關(guān)觀每次關(guān)閉一個(gè)，以便確定給定行的相應(yīng)的輸出。每一列的輸出通過信號(hào)VIDE0_0UTPUT被傳輸至模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器(沒有示出)。當(dāng)結(jié)合使用TDM方法時(shí)，探測器20可能展現(xiàn)出噪聲混疊現(xiàn)象。噪聲混疊可能改變噪聲頻譜的形狀(例如，噪聲展現(xiàn)出非線性模式)并且變得較難預(yù)測。這樣一來，如果人們不能預(yù)測噪聲，那么就不能使用設(shè)計(jì)選項(xiàng)，可以其他方式消除這樣的可預(yù)測噪聲的影響，來增加攝像機(jī)的性能。圖2描繪了傳統(tǒng)的基于熱電堆的探測器50。探測器50可以在攝像機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。 探測器50通常被包裝，安裝在電路板上，并且由罩子包圍，其中鏡頭布置在罩子中。探測器 50包括可以布置成320x240 (例如，320列和240行)陣列的多個(gè)像素52。每一像素52包括熱電堆感應(yīng)元件討和開關(guān)56。開關(guān)56被實(shí)現(xiàn)為FET。提供了列解碼器58，其包括DC電源，DC電源基于列可選擇性地關(guān)閉開關(guān)56，每次關(guān)閉一列(即，探測器50使用TDM方案)。在相應(yīng)列中的每個(gè)熱電堆M響應(yīng)于開關(guān)56關(guān)閉都產(chǎn)生輸出電壓。低噪聲放大器60被可操作地耦合到在給定行中的每一個(gè)熱電堆54。 放大器60通常被配置成提供比和探測器20結(jié)合使用的放大器(例如，基于微輻射熱測量計(jì)的探測器)的輸出增益更高的輸出增益?？梢杂糜谠龃髞碜詿犭姸袽的增益的代表性放大器是由 1630 McCarthy Blvd.，Milpitas, CA 95035-7417 的線性技術(shù)提供的 LT6014。 導(dǎo)線62被安裝用于分配來自熱電堆M的輸出電壓到未包括在探測器50內(nèi)的設(shè)備。放大器56增大由熱電堆M提供的輸出電壓。一般來講，在給定列內(nèi)的每個(gè)熱電堆M由相應(yīng)的FET開關(guān)56啟用之后，被耦合到熱電堆M的每個(gè)放大器60都需要一設(shè)置時(shí)間。在達(dá)到這樣的設(shè)置時(shí)間后，被熱電堆M提供的輸出電壓被數(shù)字化，以便圖像能被呈現(xiàn)為電子圖像。已知熱電堆通常具有良好的信噪比。還已知熱電堆通常展現(xiàn)出低響應(yīng)和低噪聲。 為了增加響應(yīng)，低噪聲放大器60可能需要增大特定行的像素52的增益。然而，這樣的低噪聲放大器的應(yīng)用仍然可能在探測器50的讀數(shù)中增加顯著的噪聲。尤其是對(duì)于包含在與探測器50相同的硅襯底上的放大器。探測器50也可能經(jīng)歷噪聲混淆現(xiàn)象。如上所述，這一狀況可能降低預(yù)測噪聲的能力。如果噪聲不能被預(yù)測，那么可能不能實(shí)現(xiàn)可以減輕可預(yù)測的噪聲模式的影響的設(shè)計(jì)選擇。圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的熱電堆頂探測器70。探測器70可以在成像設(shè)備69如(但不限于)攝像機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。探測器70通常被包裝并安裝在電路板71上。 探測器70和電路板71由罩73包圍，其中鏡頭74布置在罩73中。探測器70大體上包括函數(shù)發(fā)生器72和熱電堆陣列76。函數(shù)發(fā)生器72可以用振蕩載波(或振蕩信號(hào))在同一時(shí)間驅(qū)動(dòng)熱電堆的每一行(或列)。每一熱電堆響應(yīng)于從物體捕捉的熱能產(chǎn)生電輸出信號(hào)。由熱電堆產(chǎn)生的相應(yīng)的電輸出信號(hào)用振蕩載波信號(hào)進(jìn)行振幅調(diào)制并由此被發(fā)送。熱電堆的每一列(或行)在彼此不同的唯一的頻率處被驅(qū)動(dòng)。一般來講，函數(shù)發(fā)生器72被配置成激活所有列(或行)中的所有熱電堆以用振蕩載波(對(duì)每一列(或行)來說，都具有唯一的頻率)來振幅調(diào)制來自每一個(gè)熱電堆的輸出信號(hào)(例如，通過使用可能被耦合到每一個(gè)熱電堆的一個(gè)或多個(gè)開關(guān))。所有的熱電堆可以在同一時(shí)間工作。包括多個(gè)放大器的增益電路 78被可操作地耦合到熱電堆陣列76。每個(gè)放大器被耦合到熱電堆的特定列(或行)來增加每一列(或行)的熱電堆的信號(hào)強(qiáng)度。為了產(chǎn)生被捕捉的原始圖像的電子圖像，解調(diào)電路84通常被耦合到增益電路78并且被配置成分離每一列(或行)的熱電堆的正交載波， 以便可以確定來自每一列熱電堆的相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)?？梢栽O(shè)想，本發(fā)明的實(shí)施方式可以使用頻率調(diào)制或相位調(diào)制。用對(duì)于每一列具有唯一頻率的振蕩載波調(diào)制所有列(或行)的所有熱電堆(其中，所有的載波都被同時(shí)提供給每一列(或行)并在陣列內(nèi)被調(diào)制)的概念通常被定義為頻分復(fù)用(FDM)方法。FDM方法使得能夠使用待增加到熱電堆76中的每一行的專用放大器，來增加信號(hào)強(qiáng)度而不考慮由這樣的放大器產(chǎn)生的噪聲量。例如，對(duì)于，用預(yù)定頻率的唯一載波信號(hào)振幅調(diào)制給定列(或行)的每個(gè)熱電堆，接著同時(shí)提供這樣的信號(hào)給具有增益電路78的放大器的自然結(jié)果是，信道的寬帶噪聲變大了(例如，寬帶噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差增大列 (或行)上的熱電堆的數(shù)目的平方根)。如果寬帶信道噪聲相比于寬帶放大器噪聲“較大”， 由于信道和放大器兩者的寬帶噪聲加起來作為正交和(例如，噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的平方和的平方根)所以由電子引入的噪聲量被認(rèn)為是微不足道的這個(gè)事實(shí)，由給定列(行)上的放大器產(chǎn)生的寬帶噪聲變得顯著。還可以設(shè)想，用來構(gòu)建陣列76中的熱電堆的材料可以包括(BihSbx)2(TehSey)3 家族(例如，鉍-碲家族)中的化合物。為簡便起見，化合物家族將通過Bi2I^3來表征。使用Bi2Te53來構(gòu)建陣列76中的熱電堆可能引起熱電堆的電阻下降到低于IOK歐姆，這將引起熱電堆(或探測器)的噪聲量下降。雖然基于Bi2Te53的材料可以用來構(gòu)建TDM方法的熱電堆以減少熱電堆噪聲，當(dāng)與由放大器(例如，參見圖2中的放大器60)產(chǎn)生的噪聲量相比時(shí)，這樣的噪聲減少可以最小化，由此引起仍將導(dǎo)致上面提到的噪聲混淆問題的噪聲混淆現(xiàn)象。由放大器產(chǎn)生的較大數(shù)量的噪聲，因?yàn)樯厦嫣岬降脑?，在很大程度上由于FDM方法的實(shí)施可以被減輕。一般來講，如果放大器是理想無噪聲的，Bi2Te53的使用可以制作基于熱電堆的非常高性能的探測器。因?yàn)榛贐i2Te53的熱電堆的阻抗(或電阻)如此低，它的噪聲也低。為了讀出低阻抗熱電堆并且不增加任何噪聲到輸出信號(hào)，可能需要非常低噪聲的放大器。這對(duì)于TDM方法而言可能是個(gè)問題，因?yàn)榭赡茼氁梅浅８咝阅艿姆糯笃髯x出高性能的熱電堆。高性能可能意味著高功率，因?yàn)閬碜苑糯笃鞯脑肼暠粶p少，放大器的輸入級(jí)消耗的功率越多。另一方面，F(xiàn)DM方法可以包括串聯(lián)(參見圖幻的低電阻(例如，高性能)熱電堆來增加提供給放大器的總噪聲。由于總的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差通過熱電堆標(biāo)準(zhǔn)差(所有串聯(lián)的)和放大器標(biāo)準(zhǔn)差的平方和的平方根計(jì)算，總的噪聲可能被來自熱電堆的噪聲占主導(dǎo)地位。雖然在 解調(diào)之前的總信號(hào)可能有噪聲，這樣的噪聲信號(hào)可以在較長的時(shí)間(例如，圖像幀率時(shí)間) 上被平均(例如，通過積分)。因?yàn)榭傂盘?hào)可以在這一較長時(shí)間被積分，所以信號(hào)在解調(diào)后 可以被恢復(fù)到單一熱電堆探測器的噪聲比，這接近它的原始值，并且可以證明放大器噪聲 的影響幾乎消失。這種情況可以說明預(yù)測噪聲和在設(shè)計(jì)方案內(nèi)使用措施來消除其影響的概
ブ匕、O下面說明與TDM方法相比，F(xiàn)DM方法可以減少電子噪聲的方式。特別地，對(duì)于TDM 方法和FDM方法，將會(huì)計(jì)算信噪(SNR)比。在TDM方法中，來自ith探測器(熱電堆)的信 號(hào)可以寫作ri(t) = vsi+nd(t)+ne(t)(1)其中r, (t)=從第i個(gè)探測器接收的信號(hào)vsi =來自第i個(gè)探測器的信號(hào)電壓(V)

權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生物體的圖像的紅外(IR)探測器，所述頂探測器包括多個(gè)熱感應(yīng)元件，其被布置成具有M列和N行的陣列，每個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成接收至少一個(gè)振蕩信號(hào)；響應(yīng)于所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)，探測來自所述物體的熱輸出的至少一部分；產(chǎn)生表示所探測的熱輸出的至少一部分的電輸出信號(hào)，以便所述電輸出信號(hào)；以及用所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)調(diào)制所述電輸出信號(hào)來產(chǎn)生表示所述物體的圖像的至少一部分的調(diào)制輸出信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，在M列中的每列內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件還被配置成在唯一的頻率處接收所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，在N行中的每行內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件還被配置成在唯一的頻率處接收所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，所述調(diào)制輸出信號(hào)是振幅調(diào)制的輸出信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，還包括可操作地耦合到所述陣列來增大每個(gè)調(diào)制輸出信號(hào)的增益電路。
6.如權(quán)利要求5所述的頂探測器，其中，所述增益電路包括多個(gè)放大器，每個(gè)放大器具有反相輸入端和非反相輸入端，以及其中每個(gè)放大器的所述非反相輸入端可操作地耦合到所述陣列。
7.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，每個(gè)調(diào)制輸出信號(hào)都包括常量分量和振蕩分量，以及其中所述頂探測器還包括被配置成從每個(gè)調(diào)制輸出信號(hào)中去除所述振蕩分量的解調(diào)電路。
8.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)包括至少一個(gè)沃爾什函數(shù)及至少一個(gè)正弦和余弦函數(shù)這兩者中的一個(gè)。
9.如權(quán)利要求8所述的頂探測器，其中，所述至少一個(gè)沃爾什函數(shù)包括sal(X，t)和 cal (y，t)函數(shù)中的至少一個(gè)，其中χ是第一整數(shù)，y是第二整數(shù)，t是時(shí)間。
10.如權(quán)利要求9所述的頂探測器，還包括被配置成產(chǎn)生sal(x，t)和cal(y，t)函數(shù)中的所述至少一個(gè)的函數(shù)發(fā)生器。
11.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，每個(gè)熱感應(yīng)元件包括至少一個(gè)開關(guān)及熱電堆和微輻射熱測量計(jì)中的一個(gè)。
12.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，每個(gè)熱感應(yīng)元件包括由鉍和碲中的至少一種形成的熱電堆。
13.如權(quán)利要求1所述的頂探測器，其中，在所述陣列內(nèi)的所述多個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成響應(yīng)于每個(gè)熱感應(yīng)元件接收所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)，在同一時(shí)間保持活躍。
14.一種用紅外(IR)探測器產(chǎn)生物體的圖像的方法，所述頂探測器包括被布置成具有 M列和N行的陣列的多個(gè)熱感應(yīng)元件，所述方法包括在所述熱感應(yīng)元件的每個(gè)處接收振蕩信號(hào)；以及響應(yīng)于所述振蕩信號(hào)，從所述熱感應(yīng)元件中的每個(gè)發(fā)送對(duì)應(yīng)所述物體的圖像的至少一部分的調(diào)制輸出信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，在每個(gè)所述熱感應(yīng)元件處接收所述振蕩信號(hào)還包括在所述M列的每列內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件處接收具有唯一頻率的所述振蕩信號(hào)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，在每個(gè)所述熱感應(yīng)元件處接收所述振蕩信號(hào)還包括在所述N行的每行內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件處接收具有唯一頻率的所述振蕩信號(hào)。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在接收所述振蕩信號(hào)之前用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生所述振蕩信號(hào)。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述調(diào)制輸出信號(hào)是振幅調(diào)制的輸出信號(hào)。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括解調(diào)每個(gè)調(diào)制輸出信號(hào)來確定所述物體的圖像的所述至少一部分。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，每個(gè)熱感應(yīng)元件包括至少一個(gè)開關(guān)及熱電堆和微輻射熱測量計(jì)中的一個(gè)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述熱電堆由鉍和碲中的至少一種形成。
22.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括響應(yīng)于每個(gè)熱感應(yīng)元件接收所述振蕩信號(hào)，在同一時(shí)間激活在所述陣列內(nèi)的所述多個(gè)熱感應(yīng)元件。
23.一種用于產(chǎn)生物體的圖像的紅外(IR)探測器，所述頂探測器包括多個(gè)熱感應(yīng)元件，其被布置成具有M列和N行的陣列，在所述M列內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成接收至少一個(gè)振蕩信號(hào)以便在所述M列內(nèi)的所有熱感應(yīng)元件在同一時(shí)間被激活；以及響應(yīng)于所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)，發(fā)送對(duì)應(yīng)所述物體的圖像的至少一部分的調(diào)制輸出信號(hào)。
24.如權(quán)利要求23所述的探測器，還包括被配置成解調(diào)所述調(diào)制輸出信號(hào)來獲得所述物體的圖像的所述至少一部分的解調(diào)電路。
25.一種用于產(chǎn)生物體的圖像的紅外(IR)探測器，所述頂探測器包括多個(gè)熱感應(yīng)元件，其被布置成具有M列和N行的陣列，在所述N行內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成接收至少一個(gè)振蕩信號(hào)，以便在所述N行內(nèi)的所有熱感應(yīng)元件在同一時(shí)間被激活；以及響應(yīng)于所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)，發(fā)送對(duì)應(yīng)所述物體的圖像的至少一部分的調(diào)制輸出信號(hào)。
26.如權(quán)利要求25所述的探測器，還包括被配置成解調(diào)所述振幅調(diào)制的輸出信號(hào)來獲得所述物體的圖像的所述至少一部分的解調(diào)電路。
27.一種基于所探測的物體的熱輸出來產(chǎn)生所述物體的圖像的成像設(shè)備，所述攝像機(jī)包括鏡頭； 電路板；被支撐在所述電路板上的紅外(IR)探測器，所述頂探測器包括被布置成具有M列和 N行的陣列的多個(gè)感應(yīng)元件，每個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成 接收至少一個(gè)振蕩信號(hào)；通過所述鏡頭接收來自所述物體的熱輸出，以探測來自所述物體的熱輸出的至少一部分；產(chǎn)生表示所探測的熱輸出的至少一部分的電輸出信號(hào)；以及用所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)來調(diào)制所述電輸出信號(hào)，以提供表示所述物體的圖像的至少一部分的調(diào)制輸出信號(hào)。
28.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，每個(gè)熱感應(yīng)元件包括至少一個(gè)開關(guān)及熱電堆和微輻射熱測量計(jì)中的一個(gè)。
29.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，每個(gè)熱感應(yīng)元件包括由鉍和碲中的至少一種形成的熱電堆。
30.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，在所述M列的每列內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件還被配置成在唯一的頻率處接收所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)。
31.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，在所述N行的每行內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件還被配置成在唯一的頻率處接收所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)。
32.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，所述調(diào)制輸出信號(hào)是振幅調(diào)制的輸出信號(hào)。
33.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，還包括被可操作地耦合到所述陣列以增大每個(gè)調(diào)制輸出信號(hào)的增益電路。
34.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，所述增益電路包括多個(gè)放大器，每個(gè)放大器具有反相輸入端和非反相輸入端，以及其中每個(gè)放大器的所述非反相輸入端被可操作地耦合到所述陣列。
35.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，每個(gè)調(diào)制輸出信號(hào)包括常量分量和振蕩分量，以及其中所述頂探測器還包括被配置成去除每個(gè)調(diào)制輸出信號(hào)的所述振蕩分量的解調(diào)電路。
36.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)包括至少一個(gè)沃爾什函數(shù)及至少一個(gè)正弦和余弦函數(shù)這兩者中的一個(gè)。
37.如權(quán)利要求36所述的成像設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)沃爾什函數(shù)包括sal(x，t)和 cal (y，t)函數(shù)中的至少一個(gè)，其中χ是第一整數(shù)，y是第二整數(shù)，t是時(shí)間。
38.如權(quán)利要求37所述的成像設(shè)備，其中，所述頂探測器還包括被配置成產(chǎn)生sal(χ, t)和cal(y，t)函數(shù)中的所述至少一個(gè)的函數(shù)發(fā)生器。
39.如權(quán)利要求27所述的成像設(shè)備，其中，所述整個(gè)熱感應(yīng)元件陣列被配置成響應(yīng)于在所述陣列內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件接收所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)，在同一時(shí)間保持活躍。
40.一種基于所探測的物體的熱輸出來產(chǎn)生所述物體的圖像的成像設(shè)備，所述攝像機(jī)包括鏡頭；電路板；被支撐在所述電路板上的紅外(IR)探測器，所述頂探測器包括被布置成陣列的多個(gè)感應(yīng)元件，每個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成接收至少一個(gè)振蕩信號(hào)；響應(yīng)于所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)，通過所述鏡頭探測來自所述物體的熱輸出；以及基于所探測的所述物體的熱輸出，發(fā)送對(duì)應(yīng)所述物體的圖像的至少一部分的調(diào)制輸出信號(hào)。
41.如權(quán)利要求40所述的成像設(shè)備，其中，每個(gè)熱感應(yīng)元件包括至少一個(gè)開關(guān)及熱電堆和微輻射熱測量計(jì)中的一個(gè)。
42.如權(quán)利要求41所述的成像設(shè)備，其中，每個(gè)熱電堆由鉍和碲中的至少一種形成。
43.如權(quán)利要求40所述的成像設(shè)備，其中，所述調(diào)制輸出信號(hào)是振幅調(diào)制的輸出信號(hào)。
44.如權(quán)利要求40所述的成像設(shè)備，其中，所述熱感應(yīng)元件的整個(gè)陣列被配置成響應(yīng)于在所述陣列內(nèi)的每個(gè)熱感應(yīng)元件接收所述至少一個(gè)振蕩信號(hào)，在同一時(shí)間保持活躍。
全文摘要
在至少一種實(shí)施方式中，提供了用于產(chǎn)生物體圖像的紅外(IR)探測器。紅外(IR)探測器包括布置成具有M列和N行的陣列的多個(gè)熱感應(yīng)元件。每個(gè)熱感應(yīng)元件被配置成接收至少一個(gè)振蕩信號(hào)和探測來自物體的熱輸出的至少一部分。每個(gè)熱感應(yīng)元件還被配置成產(chǎn)生表示所檢測的熱輸出的至少一部分的電輸出信號(hào)，以及用至少一個(gè)振蕩信號(hào)調(diào)制電輸出信號(hào)來產(chǎn)生表示物體圖像的至少一部分的調(diào)制的輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102396075SQ201080016457
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月12日
發(fā)明者大衛(wèi)·科瑞斯考斯基, 賈斯汀·倫肯 申請(qǐng)人:Ud控股有限責(zé)任公司